package com.java.simple.study.juc.p7;

import com.java.simple.study.tool.Sleeper;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author zhoujunlin
 * @date 2022年08月03日 21:36
 * @desc
 */
@Slf4j(topic = "c.TestMyThreadPool")
public class TestMyThreadPool {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPool threadPool = new ThreadPool(1, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 1, (queue, task) -> {
            //1. 死等
            //queue.put(task);
            //2. 带超时等待
            //queue.put(task, 1500, TimeUnit.MILLISECONDS);
            //3. 让调用者放弃
            //log.debug("放弃任务：{}", task);
            //4. 调用者抛出异常 不影响之前线程  会影响调用者后面的任务加入
            //throw new RuntimeException("任务执行失败:" + task);
            //5. 由调用者线程调用
            task.run();
        });

        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            final int j = i;
            threadPool.execute(() -> {
                log.debug("execute线程{}", j);
                Sleeper.sleep(3);
            });
        }
    }

}

/**
 * 线程池 简陋版
 * 没有救急线程和相关的救急线程 超时时间等
 */
@Slf4j(topic = "c.ThreadPool")
class ThreadPool {
    /**
     * 任务队列
     */
    private BlockQueue<Runnable> taskQueue;
    /**
     * 工作线程集合
     */
    private final Set<Worker> workers = new HashSet<>();
    /**
     * 核心线程
     */
    private int coreSize;
    /**
     * 从队列中获取任务的超时时间
     */
    private long timeout;
    private TimeUnit timeUnit;
    /**
     * 拒绝策略
     */
    private RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy;

    public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapcity, RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy) {
        this.coreSize = coreSize;
        this.timeout = timeout;
        this.timeUnit = timeUnit;
        this.taskQueue = new BlockQueue<>(queueCapcity);
        this.rejectPolicy = rejectPolicy;
    }

    /**
     * 执行任务
     *
     * @param task
     */
    public void execute(Runnable task) {
        // 当任务没有超过核心线程数时  直接交给worker对象执行
        // 当任务超过核心线程数时  加入任务队列暂存
        synchronized (workers) {
            if (workers.size() < coreSize) {
                Worker worker = new Worker(task);
                log.debug("新增worker{},任务{}", worker, task);
                workers.add(worker);
                worker.start();
            } else {
                // 存入任务队列 阻塞
                //taskQueue.put(task);
                // 带策略的存入任务队列
                /**
                 * 1. 死等
                 * 2. 带超时的等待
                 * 3. 让调用者放弃任务执行
                 * 4. 让调用者抛出异常
                 * 5. 让调用者自己执行任务
                 */
                taskQueue.tryPut(rejectPolicy, task);
            }
        }
    }

    class Worker extends Thread {

        private Runnable task;

        public Worker(Runnable target) {
            this.task = target;
        }

        @Override
        public void run() {
            /**
             * 1. 当task不为空时 执行任务
             * 2. 当task执行完毕 再接着从任务队列获取任务并执行
             */
            while (Objects.nonNull(task) || Objects.nonNull(task = taskQueue.take(timeout, timeUnit))) {
                try {
                    log.debug("正在执行{}", task);
                    task.run();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    task = null;
                }
            }
            // 没有任务且队列中也在超时时间内没有获取到任务
            synchronized (workers) {
                log.debug("worker被移除{}", this);
                workers.remove(this);
            }
        }
    }

}

/**
 * 有界阻塞队列
 */
@Slf4j(topic = "c.BlockQueue")
class BlockQueue<T> {

    /**
     * 任务队列
     */
    private final Deque<T> queue = new ArrayDeque<>();
    /**
     * 锁
     */
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    /**
     * 生产者条件变量
     */
    private final Condition fullWaitSet = lock.newCondition();
    /**
     * 消费者条件变量
     */
    private final Condition emptyWaitSet = lock.newCondition();

    /**
     * 容量
     */
    private final int capcity;

    public BlockQueue(int capcity) {
        this.capcity = capcity;
    }

    /**
     * 线程安全的阻塞获取
     *
     * @return
     */
    public T take() {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                try {
                    // 消费不到时  等待生产者添加后唤醒
                    emptyWaitSet.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            T t = queue.removeFirst();
            // 移除一个后 不在是满的队列 需要唤醒等待的生产者线程
            fullWaitSet.signal();
            return t;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 线程安全的阻塞获取  带超时时间
     *
     * @return
     */
    public T take(long timeout, TimeUnit timeUnit) {
        lock.lock();
        try {
            long waitTime = timeUnit.toNanos(timeout);
            while (queue.isEmpty()) {
                try {
                    if (waitTime <= 0) {
                        // 等过了超时时间
                        return null;
                    }
                    // 消费不到时  等待生产者添加后唤醒
                    waitTime = emptyWaitSet.awaitNanos(waitTime);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            T t = queue.removeFirst();
            // 移除一个后 不在是满的队列 需要唤醒等待的生产者线程
            fullWaitSet.signal();
            return t;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 线程安全的添加任务
     *
     * @param task
     */
    public void put(T task) {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == capcity) {
                try {
                    log.debug("等待加入任务队列{}", task);
                    // 阻塞  等待消费者消费后唤醒
                    /**
                     * 注意wait是Object的方法  需要配合synchronized使用
                     * await为Condition方法
                     */
                    fullWaitSet.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            queue.addLast(task);
            log.debug("成功加入任务队列,{}", task);
            // 唤醒消费者等待
            emptyWaitSet.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 线程安全的添加任务  带超时时间
     *
     * @param task
     * @param timeout
     * @param timeUnit
     */
    public boolean put(T task, long timeout, TimeUnit timeUnit) {
        lock.lock();
        try {
            long waitTime = timeUnit.toNanos(timeout);
            while (queue.size() == capcity) {
                try {
                    if (waitTime <= 0) {
                        log.debug("当前任务{}加入超时失败", task);
                        return false;
                    }
                    log.debug("等待加入任务队列{}...", task);
                    // 阻塞  等待消费者消费后唤醒
                    waitTime = fullWaitSet.awaitNanos(waitTime);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            queue.addLast(task);
            log.debug("成功加入任务队列,{}", task);
            // 唤醒消费者等待
            emptyWaitSet.signal();
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 获取队列大小
     *
     * @return
     */
    public int size() {
        lock.lock();
        try {
            return queue.size();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 添加入队列 - 带拒绝策略的
     *
     * @param rejectPolicy
     * @param task
     */
    public void tryPut(RejectPolicy<T> rejectPolicy, T task) {
        lock.lock();
        try {
            if (queue.size() == capcity) {
                // 不再等待  直接执行拒绝策略
                rejectPolicy.reject(this, task);
            } else {
                queue.addLast(task);
                log.debug("加入任务队列{}", task);
                // 唤醒消费者等待
                emptyWaitSet.signal();
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}

/**
 * 拒绝策略
 *
 * @param <T>
 */
@FunctionalInterface
interface RejectPolicy<T> {

    void reject(BlockQueue<T> queue, T task);

}
